众所周知,珠穆朗玛峰是现代地球上的最高峰,但或许你不知道的是,从理论上来讲,地球上的山还可以更高,不过它也是有个上限的,关于这个上限的具体数值,一个认同度相对较高的观点认为,由于多种因素的限制,在地球上,山的高度不能超过15000米(海拔高度,下同)。
为什么这么说呢?下面我们就来了解一下,到底是什么锁住了山高。
首先登场的限制因素,是咱们最熟悉的重力。
山是怎么来的?最主要的方式是地球板块互相“掐架”,它们你挤我、我推你,地上的岩石就被硬生生拱起来,变成了山。这个过程很像你把一张纸的两端往中间推,纸面就会向上拱起。山脉,就是地球这张“大纸”上的褶皱。
但是,向上拱起来的每一块石头,都是有分量的。山越高,堆在上面的石头就越多,整个山的“体重”就越大。而重力呢,就像一只看不见的大手,从始至终都在拼命地把这座山往下拉。
你可以想象一下在沙滩上堆沙堡。刚开始很轻松,但你堆得越高,沙堡就越容易从底下开始塌方,因为下面的沙子扛不住上面那么多沙子的重量了。
地球上的山脉也是一个道理。岩石虽然硬,但它不是无限硬的。当一座山高到一定程度,它压在自己底部上的力道,就会大得离谱,以至于超过了岩石能够承受的极限,于是其底部的岩石就会发生结构性破坏。
不过在地下深处,岩石并不会被简单地压碎,因为在山体巨大的自重和地温梯度(地层温度随深度增加的增长率)的共同作用下,其底部的岩石会处于一个高温高压的环境中,而这样的条件,岩石的物理性质会从我们常温常压下所熟悉的脆性,转变为更具流动性的塑性。
所以它们不会像玻璃一样破碎,而是会像极其粘稠的沥青一样,慢慢地从旁边“流”出去。所以你看,山的底部自己都“摊”开了,那这山自然就没法继续往上长了,由此可见,山自己的重量,会限制它的高度。
接下来,咱们得把视线往地底下钻得再深一点,聊聊第二个限制因素——地壳均衡原理。
地壳均衡原理是解释地球表面高程差异现象的理论基础,其原理跟“冰山一角”有点相似,我们看到的冰山,只是它全部体积的一小部分,水面下还藏着一个巨大得多的山体,靠着水的浮力托着它。
根据该理论的描述,地球的陆地和山脉,也像是“漂”在地球内部一个叫“软流圈”的结构上面,那里的温度和压强都比较高,使得里面的物质处于一种半熔融、能缓慢流动的状态。
一座高山,就像冰山上最突出的那个尖尖,为了能“浮”起来,它在地下必须得有一个更深、更大的“底座”,为方便描述,我们可以叫它“山根”。
山越高,“山根”就得扎得越深,这样才能从软流圈那里获得足够的“浮力”来支撑自己,但问题是,“山根”并不能无限地往下扎。
这是因为地球内部越深越热。当“山根”扎得太深,进入到温度极高的地幔里,它的底部就会被“烤化”,变得越来越软,就像冰块的底部被火烤一样。
“山根”都软了,自然就撑不住上面那沉重的山体了。于是,整个山脉就会慢慢下沉,高度也就上不去了。
所以你看,地球内部的热量,就像是给“山根”的深度设了个“熔断点”,也就间接地锁住了山高。
除此之外,还有第三个限制因素,那就是大自然的侵蚀过程。
当地球内部的构造力量吭哧吭哧地把山往上推的时候,地表上的各种外动力地质作用(如风、雨、雪、温度变化、冰川作用等等)也没闲着,它们就像一个不知疲倦的“拆迁队”,拿着各种工具,对着山脉就是一顿“削”。
这就可能会形成一个非常有意思的场面,即:地下的力量在拼命“建设”,想让山变得更高,而地上的力量却在拼命“拆迁”,想把山削得更平。
而山的高度越高,风、雨、雪就越大,温度变化更剧烈,冰川作用也更厉害,所以当山的高度达到一定程度,这个“拆迁队”的效率就会变得非常高,高到能抵消掉甚至超过地下力量的“建设”效率,于是山的高度就上不去了。
综上所述,正是这三大限制因素共同作用,锁住了地球上的山高,因此在估算地球山脉的高度上限时,必须综合考虑它们的影响,虽然不同的研究方法和模型得出的结果会存在着一定的差异,但总的来讲,15000米最接近理论与现实之间的平衡点,并因此得到相对较高的认同。
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